国家自然科学基金委发布“第二代量子体系重大研究计划”2023年度项目指南通告

近日，国家自然科学基金委员会发布了“第二代量子体系重大研究计划”2023年度项目指南通告。该重大研究计划旨在通过对展示纠缠/叠加量子态等量子行为的第二代量子体系进行构筑和操控，开展量子信息科学方面的前瞻性和基础性研究，推动数理、信息、工程与材料、化学等多学科交叉研究，为实现量子计算机等量子技术奠定物理基础。

随机数在密码学、科学仿真和博彩业等领域具有重要应用。与无法提供安全随机性的经典随机数生成器不同，量子随机数生成器从量子力学固有的不确定性中产生随机数，产生过程能够被严格认证，因此安全性更高。在过去的几十年里，量子随机数的产生得到了广泛研究，人们已经开发了多种高速、实时的量子随机数发生器，并且已经有一些商业化产品。然而，这些量子随机数发生器都基于一个强有力的假设，即源和测量设备都是可信且完美的。但在实际运行中，随机数的产生过程可能会受到来自不可信的设备的攻击，或者偏离理论模型，影响随机数的安全性。

近日，南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院祝世宁院士、龚彦晓教授团队在量子随机数方面取得重要进展。该团队提出并实验演示了一种基于色散取消效应的源无关量子随机数发生器，能够使用不可信的源设备产生真正的随机比特，为半设备无关量子随机数发生器的实际应用奠定了坚实基础。该团队基于色散取消效应，提出并实验演示了一种源设备无关的量子随机数发生器，能够基于不可信熵源生成真随机数，具有安全高效、应用场景广泛等优势，可直接应用于包括量子密钥分发、量子非局域性检验等任务中。

近年来，计算成本的增加和冯诺依曼瓶颈催生了对新计算范式的关注。基于神经网络的人工智能技术在工业界和学术界的突破、使其具有改变计算方式的潜力；但随着神经网络规模的扩大，训练成本剧增，且难以模拟具有指数级量子态空间的量子多体系统，这制约了其在基础科学研究以及生物制药、材料设计等领域的发展。量子计算结合神经网络有望解决这些问题，但如何在量子计算设备上有效构建神经网络仍是一个具有挑战性的开放性问题。

近日，南京大学物理学院陈增兵教授、尹华磊副教授课题组提出了基于一种新的量子神经网络模型的“量子神经计算”，该量子神经网络同时满足神经网络规则和量子规则。该模型通过采用单量子比特操作、经典控制的单量子比特操作和单量子比特测量，在保证模型具有量子特性的基础上、成功避免了模型量子态空间大小随神经元数量指数级增长的问题，更显著降低了量子神经网络物理实现的难度。这一创新大大降低了内存需求，并允许使用传统优化算法进行快速优化。 

手性量子光学主要研究手性光子和物质之间的相互作用，在微纳光子学器件的倏逝波场中光子的传输方向依赖于光子的偏振，正向和反向传播的光子与物质量子系统的相互作用强度不同。这种依赖于传播方向或手性的光与物质相互作用为量子调控提供了一种新方法，能够用于制备非互易的单光子器件。

近日，山西大学光电研究所张天才教授、李刚教授研究团队与中国科学技术大学合作，在实验上实现了基于光学法布里-玻罗腔的手性腔量子电动力学和非互易的腔极化子，基于手性腔量子电动力学系统进一步实现了方向可切换的高效单光子光隔离器，同时在实验上首次观测到了光场量子统计非互易特性。这种量子的非互易腔极化子态能够通过声子和微波光子与电子自旋系综的耦合拓展到声子，并能够制备应用于量子网络的高效量子路由器和隔离器。

为了探索传统的因果关系概念是否适用于原子微观世界，英国物理学家约翰·贝尔在20世纪60年代提出同时对两个纠缠的粒子进行随机测量，并根据贝尔不等式进行检验，即贝尔实验。若局域因果关系的概念正确，这些实验将总是满足贝尔不等式；相比之下，量子力学则预言能够存在违背贝尔不等式的情况。第一次现实的贝尔实验在20世纪70年代初实现，但该实验是建立在一系列假设上的，还存在一些可能的漏洞。直到2015年，多个研究团队同时成功地进行了首次同时关闭两类主要漏洞，局域漏洞和探测漏洞的贝尔不等式检验。

近日，由苏黎世联邦理工学院主导的多国合作研究团队利用超导电路，演示了一个无漏洞的贝尔实验。通过表明相距遥远的量子力学对象之间可以存在比传统系统中更强的关联，为反驳爱因斯坦“定域实在论”概念提供了进一步的证实。该实验的特别之处在于，研究人员首次使用超导电路来实现，而超导电路被认为是构建量子计算机的有潜力的候选物理体系。

近期美国空军研究实验室信息局发布公告，预计将在五年内增加5亿美元的资金征集相关量子技术研究项目，以推进先进的量子算法设计和技术发展，利用量子计算技术，研究异构量子网络中的纠缠分布，支持美国空军研究实验室信息局的指挥、控制、通信、计算机和智能任务。该实验室已发布广泛征集公告，征集内容为量子信息科学技术的研究、设计、开发、概念测试、评估和实验，包括量子算法和计算、基于内存节点的量子网络，量子信息处理，异构量子平台和量子信息科学。

近日，市场调研公司Research And Markets发布预测报告，预计2028年全球量子计算市场约为20亿美元。近年来，得益于世界各国政府在量子领域投入大量资金，量子计算行业规模持续增大。量子技术的发展有望改变全球现有的贸易、政治和军事战略平衡，为构建和发展本国的量子计算系统，一些国家持续增加对量子创新技术的研究。各国政府在各种应用的解决方案研究上的投入不断增加，将促进全球量子计算市场的增长。预计到2028年将达到约20亿美元的市场规模，每年将以25%的复合年增长率增长。

近日，美国芯片制造商 SkyWater公司宣布，与美国量子计算初创公司达成合作开发协议，计划生产硅光子芯片组成未来量子计算机。硅光子芯片的研发制造场地设置在SkyWater公司位于明尼苏达州布卢明顿的半导体制造中心，计划未来提供一种商业上可行、可纠错的通用量子计算机，该计算机基于硅光子学技术可扩展到超100万量子比特。

来源：

近日，金融服务领域技术投资公司Serendipity宣布任命牛津大学量子技术领域权威专家Andrew Briggs为公司高级顾问。Andrew Briggs教授是牛津大学纳米材料专业首任教授，其研究领域是量子在纳米材料制备设备中的应用技术，在担任英国工程和自然科学研究委员会主任期间，为推动英国政府在量子技术方面加大投资做了许多工作。Serendipity公司的这一任命反映其致力于加深对量子技术发展的理解，表明Serendipity公司在投资美国昆腾公司和牛津初创公司QuantrolOx后，将继续为其他量子领域初创公司提供早期资本。

来源：

https://thequantuminsider.com/2023/05/15/serendipity-capital-announces-appointment-of-andrew-briggs-as-senior-advisor/